JP2015061457A - ブラシレスモータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱調の発生を抑制する。【解決手段】３相のブラシレスモータのうち２相にＰＷＭ信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起される誘起電圧が通電モードごとに定められる閾値を横切ったときに切り替える。ＰＷＭ信号のデューティ比をＤtk-1からＤtkへ変化させた場合、デューティ比の変化前における閾値Ｅk-1から、デューティ比の変化量の絶対値｜Ｄtk−Ｄtk-1｜に応じた補正量ΔＶを減算して閾値Ｅk-1を別の閾値Ｅkに変更する。また、デューティ比の変化前に最後に検出された誘起電圧Ｖk-1と、デューティ比の変化後に最初に検出された誘起電圧Ｖkと、がいずれも閾値Ｅk-1と別の閾値Ｅkとの間の値である場合に、誘起電圧Ｖk-1から補正量ΔＶを減算して、デューティ比の変化後に誘起電圧が別の閾値Ｅkを横切ったものとして通電モードを切り替える。これにより、通電モードの判断の確実性を向上させる。【選択図】図１３

Description

本発明は、ブラシレスモータの制御装置に関し、詳しくは、３相ブラシレスモータの通電モードの切り替え判定を、センサレスで行う制御装置に関する。

特許文献１には、３相ブラシレスモータにおいて、２相にパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起される誘起電圧（パルス誘起電圧）が通電モードごとに定められる閾値を横切ったときに切り替える、ブラシレスモータの制御装置が開示されている。

特開２００９−１８９１７６号公報

ところで、特許文献１のブラシレスモータにより、車両用のエンジンに冷却水を圧送する電動ウォータポンプを駆動する場合、エンジンの熱を低流量の冷却水でコントロールするため、ブラシレスモータの回転速度が低くなるように制御する必要がある。

しかしながら、ブラシレスモータの回転速度を低くするためにパルス幅変調信号のデューティ比を減少させると、非通電相に誘起される誘起電圧が低下するため、デューティ比減少前の閾値をデューティ比減少後において用いると、通電モードを切り替えるための判断の確実性が低下し、脱調が発生する可能性が高くなる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、通電モードを切り替えるための判断の確実性を向上させて脱調の発生を抑制するブラシレスモータの制御装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係るブラシレスモータの制御装置は、３相のブラシレスモータのうち２相にパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起される誘起電圧が通電モードごとに定められる閾値を横切ったときに切り替えることを前提として、パルス幅変調信号のデューティ比を変化させた場合、閾値にデューティ比の変化量に応じた補正量を加えて閾値を別の閾値に変更するように構成される。

本発明のブラシレスモータの制御装置によれば、通電モードを切り替えるための判断の確実性を向上させて脱調の発生を抑制することができる。

エンジンを冷却する冷却システムの一例を示す構成図である。 ブラシレスモータ及びその制御装置の一例を示す回路構成図である。 ブラシレスモータの通電モードの一例を示すタイムチャートである。 モータ制御処理のうちメインルーチンの一例を示すフローチャートである。 モータ制御処理のうちサブルーチンの一例を示すフローチャートである。 非通電相電圧の検出期間を示すタイムチャートである。 図５におけるデューティ比の設定処理の一例を示すフローチャートである。 図７における目標回転速度の演算の一例を示す説明図である。 非通電相電圧の検出タイミングを示すタイムチャートである。 検出限界値の設定特性を説明するためのタイムチャートである。 検出限界値の別の設定特性を説明するためのタイムチャートである。 図５における、前回の通電相電圧の補正処理の一例を示すフローチャートである。 デューティ比に対する非通電相電圧の変化幅を示すグラフである。 デューティ比変更による非通電相電圧変化を示すタイムチャートである。 デューティ比が低下した場合において、前回の非通電相電圧を補正する方法の一例を示すタイムチャートである。 デューティ比が上昇した場合において、前回の非通電相電圧を補正する方法の一例を示すタイムチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、冷媒を循環させてエンジンを冷却する冷却システムの一例を示す。

車両に搭載されたエンジン１０のシリンダブロック、シリンダヘッドなどを冷却した冷媒としての冷却水は、第１の冷却水通路１２を介して、電動式のラジエータファン１４が併設されたラジエータ１６に導かれる。ラジエータ１６に導かれた冷却水は、フィンが取り付けられたラジエータコアを通過するときに外気と熱交換をし、その温度が低下する。そして、ラジエータ１６を通過することで温度が低下した冷却水は、第２の冷却水通路１８を介してエンジン１０へと戻される。なお、エンジン１０を冷却する冷媒として、冷却水以外にＬＬＣ（Long Life Coolant）を用いてもよい。

また、エンジン１０から排出された冷却水がラジエータ１６をバイパスするように、第１の冷却水通路１２と第２の冷却水通路１８とは、バイパス通路２０を介して連通接続されている。バイパス通路２０の下流端と第２の冷却水通路１８との接合箇所には、バイパス通路２０の通路面積を全開から全閉までの間で多段階又は連続的に開閉する電制サーモスタット２２が配設されている。電制サーモスタット２２は、例えば、駆動回路を介してＰＷＭ信号のデューティ比に応じて駆動される内蔵ヒータにより、同じく内蔵されたワックスが熱膨張することを利用して弁を開閉する開閉弁として構成することができる。従って、電制サーモスタット２２をデューティ比により制御することで、ラジエータ１６を通過する冷却水の割合を変化させることができる。

第２の冷却水通路１８の下流端と電制サーモスタット２２のとの間には、エンジン１０とラジエータ１６との間で冷却水を強制的に循環させる、機械式ウォータポンプ２４及び電動ウォータポンプ２６が夫々配設されている。機械式ウォータポンプ２４は、エンジン１０の冷却水入口を塞ぐように取り付けられており、例えば、エンジン１０のカムシャフトによって駆動される。電動ウォータポンプ２６は、アイドルストップ機能によりエンジン１０が停止した場合にも冷却性能を発揮あるいは暖房機能を維持できるようにすべく、エンジン１０とは異なる駆動源である、後述のブラシレスモータによって駆動される。

ラジエータファン１４、電制サーモスタット２２、及び電動ウォータポンプ２６の駆動を制御する制御系として、エンジン１０から排出される冷却水の温度（冷却水温度）を検出する冷却水温度検出手段としての水温センサ２８、車速を検出する車速センサ３０、外気温を検出する温度センサ３２、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ３４、エンジン負荷を検出する負荷センサ３６が取り付けられている。そして、水温センサ２８、車速センサ３０、温度センサ３２、回転速度センサ３４及び負荷センサ３６の出力信号は、コンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット（以下、「ＥＣＵ」という）３８に入力され、そのＲＯＭ（Read Only Memory）などに記憶された制御プログラムに従って、ラジエータファン１４、電制サーモスタット２２及び電動ウォータポンプ２６が制御される。

ＥＣＵ３８は、電動ウォータポンプ２６を駆動させるための駆動条件が成立しているか否かを、少なくともエンジン１０の運転中、繰り返し判定する。ＥＣＵ３８は、この駆動条件が成立していると判定した場合には、電動ウォータポンプ２６に対して駆動指令信号を出力する一方、駆動条件が成立していないと判定した場合には、電動ウォータポンプ２６の駆動を停止あるいは禁止する停止指令信号を出力する。

電動ウォータポンプ２６の駆動条件としては、例えば、エンジン１０の冷却システムにおける冷却水温度などが所定温度以上であることが挙げられる。別の駆動条件としては、電動ウォータポンプ２６の駆動回路あるいは信号回路などに関して、例えば、電圧が確保されていること、過電流診断・マイコン診断・リレー診断により正常と診断されていること、あるいは、リレーがＯＮになっていることなどが挙げられる。

以上のようなエンジン１０の冷却システムにおいて、エンジン１０の始動時に、エンジン１０及びその近傍における冷却水温度だけが上昇するホットスポットの発生を抑制してエンジン１０の燃費を向上させるために、電動ウォータポンプ２６により、エンジン１０のフリクションに影響を与えない程度の比較的低い流量で冷却水を循環させる必要性が生じている。このため、電動ウォータポンプ２６を駆動するブラシレスモータには、制御可能な回転速度範囲を低回転速度側へ拡大することが求められている。

なお、本実施形態では、ブラシレスモータは、エンジン１０を冷却する冷却システムに組み込まれた電動ウォータポンプ２６を駆動するが、この他、自動変速機用の油圧ポンプシステムに組み込まれた電動オイルポンプを駆動するブラシレスモータであってもよく、ブラシレスモータが駆動する対象機器を電動ウォータポンプ２６に限定するものではない。

図２は、電動ウォータポンプ２６を駆動するブラシレスモータ１００、及びその制御装置２００の一例を示す。
ブラシレスモータ１００は、３相ＤＣ（Direct Current）ブラシレスモータ（３相同期電動機）であり、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の３相巻線１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗを、図示省略した円筒状のステータ（固定子）に備え、該ステータの中央部に形成した空間にロータ（永久磁石回転子）１２０を回転可能に備えている。

なお、本明細書では、ロータ１２０の時計周りの回転方向にＵ相巻線１１０ｕ、Ｖ相巻線１１０ｖ及びＷ相巻線１１０ｗがこの順番で、かつ、電気角１２０degのコイル位相差で配置されているものとする。また、Ｕ相巻線１１０ｕの中心線を基準軸とし、基準軸に対してＶ相巻線１１０ｖの中心線が電気角で１２０deg、基準軸に対してＷ相巻線１１０ｗの中心線が電気角で２４０degに位置するものとする。

ブラシレスモータ１００の制御装置（以下、「モータ制御装置」という）２００は、駆動回路２１０と、マイクロコンピュータを備えた制御器２２０と、を備えている。モータ制御装置２００は、ブラシレスモータ１００の近傍に配置されるものに限られず、例えば、モータ制御装置２００のうち少なくとも制御器２２０が、ＥＣＵ３８あるいは他のコントロールユニットと一体的に形成されてもよい。

駆動回路２１０は、逆並列のダイオード２１２ａ〜２１２ｆを含んでなるスイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆを３相ブリッジ接続した回路と、電源回路２３０とを有しており、スイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）など、電力制御の用途に用いられる半導体素子で構成されている。スイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆの制御端子（ゲート端子）は制御器２２０に接続され、スイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆのオン／オフは、後述のように、制御器２２０によるＰＷＭ動作で制御される。

制御器２２０は、ＥＣＵ３８と通信可能に接続され、ＥＣＵ３８からの駆動指令信号を入力する。また、制御器２２０は、ＥＣＵ３８からブラシレスモータ１００の駆動指令信号を受けて、ブラシレスモータ１００の操作量である印加電圧を演算し、該印加電圧に基づいてＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）を生成する回路を有する。さらに、制御器２２０は、３相のうちでパルス状の電圧（以下、「パルス電圧」という）を印加する２相の選択パターン（以下、「通電モード」という）を所定の切り替えタイミングに従って順次切り替えていく回路を有する。そして、制御器２２０は、駆動回路２１０の各スイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆがどのような動作でスイッチングするかを、ＰＷＭ信号及び通電モードに基づいて決定し、該決定に従い、６つのゲート信号を駆動回路２１０に出力する。

制御器２２０は、前記所定の切り替えタイミングを以下のようにして検出する。
すなわち、２相に対してパルス電圧を印加することにより、ブラシレスモータ１００の３相のうち通電されていない非通電相（開放相）に誘起される誘起電圧（以下、「パルス誘起電圧」という）の検出値と、通電モードごとに異なる所定の閾値と、を比較することで、通電モードの切り替えタイミングを検出する。ここで、パルス誘起電圧は、ロータ１２０の位置により磁気回路の飽和状態が変化することに起因して、ロータ１２０の回転位置に応じて非通電相に発生する電圧である。

なお、パルス誘起電圧は非通電相の端子電圧として検出される。この端子電圧は、厳密にはグランドＧＮＤ−端子間の電圧であるが、本実施形態では、中性点の電圧を別途検出し、この中性点の電圧とＧＮＤ−端子間電圧との差を求めて、端子電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとしている。

図３は、各通電モードにおける各相への電圧印加状態を示す。
通電モードは、電気角６０degごとに順次切り替わる６通りの通電モード（１）〜（６）からなり、各通電モード（１）〜（６）において、３相から選択された２相に対してパルス電圧を印加する。

本実施形態では、Ｕ相のコイルの角度位置を、ロータ（磁極）１２０の基準位置（角度０deg）とし、通電モード（３）から通電モード（４）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置（磁極位置）を３０degに、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を９０degに、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を１５０degに、通電モード（６）から通電モード（１）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を２１０degに、通電モード（１）から通電モード（２）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を２７０degに、通電モード（２）から通電モード（３）への切り替えを行うロータ１２０の角度位置を３３０degに設定している。

通電モード（１）は、スイッチング素子２１４ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。
通電モード（２）は、スイッチング素子２１４ａ及びスイッチング素子２１４ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｕ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。

通電モード（３）は、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１４ｆをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。
通電モード（４）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｖ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。

通電モード（５）は、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｕ相に電圧−Ｖを印加し、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。
通電モード（６）は、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオン制御し、他を全てオフとすることで、Ｗ相に電圧Ｖを印加し、Ｖ相に電圧−Ｖを印加し、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。

上記のように、６つの通電モード（１）〜（６）を、スイッチング素子２１４ａ〜２１４ｆのオン／オフにより電気角６０deg毎に順次切り替えることで、１８０deg毎に１２０degの間通電することから、図３に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。

前記通電モードの切り替え制御は、ロータ１２０の位置を検出するセンサを用いていないため、いわゆる位置センサレスによる通電制御であるが、その中でも、非通電相に誘起されるパルス誘起電圧に基づいて行われることを特徴とする「低速センサレス制御」である。低速センサレス制御は、モータ回転速度を低速域と高速域とに２分した場合に、低速域において用いる通電制御である。

高速域で用いる高速センサレス制御は、ロータ１２０が回転することによって発生する誘起電圧（以下、「速度起電圧」という）を検出し、この速度起電圧に基づき通電モードを切り替える制御であり、速度起電圧のゼロクロス点を基準に通電モードの切り替えポイントを設定する。ところが、高速センサレス制御で用いる速度起電圧は、モータ回転速度が低くなるとノイズなどにより速度起電圧の感度が低下する。このため、高速センサレス制御は、速度起電圧に基づいて精度良く通電モードの切り替えポイントを検出できる所定のモータ回転速度以上の回転速度域、すなわち高速域で実施される。一方、低速センサレス制御は、ロータ１２０の回転速度に依存せずに、ロータ１２０の位置に応じたパルス誘起電圧を検出できるので、高速センサレス制御による通電制御が困難な前記所定のモータ回転速度未満の回転速度域、すなわち低速域で実施される。

図４は、モータ制御装置２００において所定時間Δｔごとに繰り返し行われるブラシレスモータ１００の駆動制御処理の概略を示す。
ところで、低速センサレス制御において、切り替えタイミングの判定のために検出する非通電相のパルス誘起電圧は、ブラシレスモータ１００の製造ばらつき、電圧検出回路の検出ばらつきなどによって変動するため、かかる誘起電圧のばらつきに対して、閾値として固定値を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤って判定することになってしまう。

このため、通電モードの切り替えタイミングに相当する磁極位置でのパルス誘起電圧を検出することで、閾値を実際の切り替えタイミングで発生する誘起電圧に近づける補正を行い、予め制御器２２０が記憶している閾値を補正結果に書き換える学習処理を行う。
ステップ１００１（図中では「Ｓ１００１」と略記する。以下同様。）では、通電モードの切り替えタイミングの判定に用いる閾値の学習条件が成立しているか否かを判断する。

具体的には、電源投入直後、又は、電動ウォータポンプ２６の停止直後など、ブラシレスモータ１００の駆動要求が発生していないことを、閾値の学習条件とする。
学習条件が成立していれば、ステップ１００２（閾値学習手段）へ進んで、閾値の学習を実施する。

以下に、閾値の学習処理の一例を示す。
例えば、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる閾値Ｅ_4-5を学習する場合には、まず、ロータ１２０を通電モード（３）に対応する角度に位置決めする。

通電モード（３）に対応する印加電圧、即ち、Ｖｕ＝０、Ｖｖ＝Ｖin、Ｖｗ＝−Ｖinを各相に加えると、Ｕ相，Ｖ相及びＷ相の合成磁束にロータ１２０が引かれることでトルクが発生し、ロータ１２０のＮ極が、角度９０degまで回転することになる。
そして、通電モード（３）に対応する電圧印加を行ってから、ロータ１２０が角度９０degまで回転するのに要する時間の経過を待って、角度９０degへの位置決めが完了したものと推定する。

なお、通電モード（３）に対応する相通電を行った場合にロータ１２０が引き付けられる角度９０degは、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置である。

角度９０degへのロータ１２０の位置決めが完了すると、次いで、通電モード（３）に対応する電圧印加パターンから、通電モード（４）に対応する電圧印加パターン、即ち、Ｖｕ＝−Ｖin、Ｖｖ＝Ｖin、Ｖｗ＝０に切り替える。

そして、通電モード（３）に対応する印加電圧から通電モード（４）に対応する印加電圧に切り替えた直後における、通電モード（４）での非通電相であるＷ相の端子電圧Ｖｗを検出し、該端子電圧Ｖｗに基づき、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる閾値Ｅ_4-5を更新して記憶する。
即ち、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えは、前述のように、角度９０degで行わせるように設定されていて、角度９０degになったか否か、換言すれば、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えタイミングになったか否かは、通電モード（４）における非通電相であるＷ相の端子電圧Ｖｗに基づいて判断する。

ここで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させることで、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを行う角度位置（９０deg）に位置決めすることができ、係る状態で通電モード（３）から通電モード（４）に切り替えれば、通電モード（４）に切り替えた直後のＷ相の端子電圧Ｖｗは、角度位置９０degにおける非通電相の端子電圧Ｖを示すことになる。

そこで、通電モード（３）に対応する印加電圧を継続させている状態から通電モード（４）に切り替えた直後におけるＷ相の端子電圧Ｖｗに基づき、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替え判定に用いる閾値Ｅ_4-5を更新して記憶する。そして、通電モード（４）の非通電相であるＷ相の端子電圧Ｖｗが、閾値Ｅ_4-5を横切ったときに（Ｗ相の端子電圧Ｖｗ＝閾値Ｅ_4-5になったとき）、通電モード（４）から通電モード（５）への切り替えを実行させるようにする。
他の通電モードの切り替えに用いる閾値も同様にして、更新学習を行える。

なお、閾値の更新処理においては、通電モードの切り替えを行う角度位置での非通電相の端子電圧Ｖを、そのまま閾値として記憶させても良いし、また、前回までの閾値と、今回求めた非通電相の端子電圧Ｖとの加重平均値を新たな閾値として記憶させても良いし、更に、過去複数回にわたって求めた非通電相の端子電圧Ｖの移動平均値を、新たな閾値として記憶させても良い。

また、今回求めた非通電相の端子電圧Ｖが、予め記憶している正常範囲内の値であれば、今回求めた非通電相の端子電圧Ｖに基づく閾値の更新を行い、前記正常範囲から外れている場合には、今回求めた非通電相の端子電圧Ｖに基づく閾値の更新を禁止し、閾値を前回値のまま保持させるとよい。

また、閾値の初期値として設計値を記憶させておき、閾値の学習を１度も経験していない未学習状態では、閾値として初期値（設計値）を用いて通電モードの切り替えタイミングを判断させるようにする。

また、非通電相の電圧が基準電圧に対してマイナス側に振れる（１）→（２）、（３）→（４）、（５）→（６）のモード切替において共通の閾値を設定し、非通電相の電圧が基準電圧に対してプラス側に振れる、（２）→（３）、（４）→（５）、（６）→（１）のモード切替において共通の閾値を設定することができる。

更に、例えば、前述のようにして学習した閾値Ｅ_4-5を、（２）→（３）、（４）→（５）、（６）→（１）のモード切替において共通の閾値とし、（１）→（２）、（３）→（４）、（５）→（６）のモード切替においては、閾値Ｅ_4-5と絶対値が同じ閾値を共通の閾値として用いることができる。

但し、閾値の学習手段を上記のものに限定するものではなく、公知の種々の学習処理を適宜採用できる。
上記のようにして、ステップ１００２で、モード切り替えタイミングの判定に用いる閾値を学習した場合、及び、ステップ１００１で学習条件が成立していないと判断した場合には、ステップ１００３へ進む。

ステップ１００３では、電動ウォータポンプ２６（ブラシレスモータ１００）の駆動要求が発生しているか否かを判断する。本実施形態の場合、アイドルストップ要求の発生が、電動ウォータポンプ２６の駆動要求の発生を示すことになる。

ここで、電動ウォータポンプ２６の駆動要求が発生すれば、ステップ１００４へ進み、そのときの通電モードでの非通電相の電圧を閾値と比較することで、次の通電モードへの切り替えタイミングを判定し、通電モードを順次切り替えることで、ブラシレスモータ１００を駆動させるセンサレスのモータ駆動処理を実施する。

なお、ブラシレスモータ１００の起動は、例えば、通電モード（３）に応じた電圧印加によって９０degの位置に位置決めした後、通電モード（５）に切り替えて、ブラシレスモータ１００を回転させ始め、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替えを行う角度位置である１５０degになったことを、通電モード（５）における非通電相であるＶ相の電圧が、通電モード（５）から通電モード（６）への切り替え判定に用いる閾値を横切ったときに判定し、通電モード（６）への切り替えを行う。その後、非通電相の電圧と閾値とを比較して、通電モードを順次切り替えるようにする。

一方、電動ウォータポンプ２６の駆動要求が発生していない場合は、ステップ１００４を迂回して本処理を終了させる。

次に、ステップ１００４におけるモータ駆動処理の詳細を、図５のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ２００１では、ブラシレスモータ１００に印加するデューティ比の設定を行う。なお、デューティ比設定の具体的な処理内容については後述する。

ステップ２００２では、そのときの通電モードにおける非通電相の電圧（以下、「非通電相電圧」という）Ｖ_mを検出する。ここで、値ｍは、繰り返し実行されるブラシレスモータ１００の駆動制御処理（図４参照）の実行回数を意味する１以上の自然数（ｍ＝１，２，…，ｋ，…）である。したがって、非通電相電圧Ｖ_mは、第ｍ回目に検出された非通電相電圧を意味する。以下、ブラシレスモータ１００の駆動制御処理の実行回数ｍが、現在実行中の今回で第ｋ回目であるものとして、本ステップでは、非通電相電圧Ｖ_kを検出するものとする。

非通電相電圧Ｖ_kの具体的な検出方法としては、通電モード（１）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（２）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（３）の場合はＵ相の電圧を検出し、通電モード（４）の場合はＷ相の電圧を検出し、通電モード（５）の場合はＶ相の電圧を検出し、通電モード（６）の場合はＵ相の電圧を検出する。

ここで、非通電相電圧Ｖ_kの検出期間を、通電モード（３）を例に図６を参照して説明する。通電モード（３）では、Ｖ相にパルス幅変調動作によって印加電圧に相当する電圧Ｖを印加し、Ｗ相に電圧−Ｖを印加し、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流すから、電圧検出相はＵ相であり、このＵ相の端子電圧を、非通電相電圧Ｖ_kとして、Ｖ相上段のスイッチング素子２１７ｆのオン期間で検出する。

また、通電モードの切り替え直後は、転流電流が発生し、かかる転流電流の発生区間で検出した電圧を用いると、通電モードの切り替えタイミングを誤判断することになってしまう。そこで、通電モード切替直後の電圧検出値については、初回から設定回にわたって切り替えタイミングの判断には用いないようにする。前記設定回は、モータ回転速度及びモータ電流（モータ負荷）に応じて可変に設定することができ、モータ回転速度が高く、モータ電流が高いほど、前記設定回を大きな値に設定する。

ステップ２００３では、ステップ２００２で検出された非通電相電圧Ｖ_kをＲＡＭ（Random Access Memory）などに記憶する。
ステップ２００４では、低速センサレス制御の実施条件であるか否かを判断する。非通電相に発生する誘起電圧（速度起電圧）の信号をトリガに通電モードの切り替えを行う高速センサレス制御では、前述のように、モータ回転速度が低い領域では、誘起電圧（速度起電圧）が低くなって切り替えタイミングを精度良く検出することが難しくなるので、モータの低回転速度域では、パルス誘起電圧と閾値との比較に基づき、切り替えタイミングの判断を行う低速センサレス制御を行う。

従って、ステップ２００４では、高速センサレス制御を行える速度域であるか否かを、モータ回転速度が、設定速度よりも高いか否かに基づき判断する。即ち、前記設定速度は、速度起電圧をトリガとする切り替え判断を行えるモータ回転速度の最小値であり、予め実験やシミュレーションによって決定して記憶しておく。

なお、モータ回転速度は、通電モードの切り替え周期に基づき算出される。また、前記設定速度として、例えば、低速センサレス制御への移行を判断する第１設定速度と、低速センサレス制御の停止、すなわち高速センサレス制御への移行を判断する第２設定速度（＞第１設定速度）とを設定し、センサレス制御の切り替えが短時間で繰り返されることを抑制してもよい。

ステップ２００４で、低速センサレス制御の実施条件であると判定された場合、換言すれば、モータ回転速度が設定速度以下である場合には、低速センサレス制御を実施すべくステップ２００５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、低速センサレス制御の実施条件でないと判定された場合、換言すれば、モータ回転速度が設定速度よりも高い場合には、高速センサレス制御を実施すべくステップ２００９へ進む（Ｎｏ）。

ステップ２００５では、前回（すなわち、第（ｋ−１）回目）のステップ２００２で検出され同じくステップ２００３で記憶された非通電相電圧Ｖ_k-1（以下、「前回の非通電相電圧Ｖ_k-1」という）について補正が必要であるか否かを判断し、補正が必要であれば前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正する。前回の非通電相電圧Ｖ_k-1に対する補正の具体的な処理内容については後述する。

ステップ２００６では、ブラシレスモータ１００の駆動制御処理（図４参照）の実行回数で第ｋ回目における通電モード切り替えのための閾値Ｅ_k（以下、「今回の閾値Ｅ_k」という）が、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1以上であり、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_k以下であるか否か、あるいは、今回の閾値Ｅ_kが、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1以下であり、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_k以上であるか否か、を判定する。要するに、本ステップでは、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が今回の閾値Ｅ_kを横切ったか否かを判定する。

具体的には、第ｋ回目が通電モード（１）である場合には、非通電相であるＷ相の電圧が閾値Ｅ_1-2以下になったときに、通電モード（２）への切り替えタイミングであると判断し、第ｋ回目が通電モード（２）である場合には、非通電相であるＶ相の電圧が閾値Ｅ_2-3以上になったときに、通電モード（３）への切り替えタイミングであると判断し、第ｋ回目が通電モード（３）である場合には、非通電相であるＵ相の電圧が閾値Ｅ_3-4以下になったときに、通電モード（４）への切り替えタイミングであると判断し、第ｋ回目が通電モード（４）である場合には、非通電相であるＷ相の電圧が閾値Ｅ_4-5以上になったときに、通電モード（５）への切り替えタイミングであると判断し、第ｋ回目が通電モード（５）である場合には、非通電相であるＶ相の電圧が閾値Ｅ_5-6以下になったときに、通電モード（６）への切り替えタイミングであると判断し、第ｋ回目が通電モード（６）である場合には、非通電相であるＵ相の電圧が閾値Ｅ_6-1以上になったときに、通電モード（１）への切り替えタイミングであると判断する。

ステップ２００６で、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が今回の閾値Ｅ_kを横切ったと判定された場合には、ステップ２００７へ進む（Ｙｅｓ）。一方、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から、今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が今回の閾値Ｅ_kを横切っていないと判定された場合には、ステップ１００４におけるモータ駆動処理を終了する。

ステップ２００７では、次の通電モードへの切り替えを実施する。
ステップ２００８では、通電モードの切り替え周期に基づき、モータ回転速度を演算する。

ステップ２００９では、零レベルが、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1以上であり、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_k以下であるか否か、あるいは、零レベルが、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1以下であり、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_k以上であるか否か、を判定する。要するに、本ステップでは、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が零レベルを横切ったか否かを判定する。

前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が零レベルを横切ったと判定された場合には、ステップ２００７へ進む（Ｙｅｓ）。一方、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から今回の非通電相電圧Ｖ_kへ変化する過程において、非通電相電圧が零レベルを横切っていないと判定された場合には、ステップ１００４におけるモータ駆動処理を終了する。

次に、図５のステップ２００１におけるデューティ比設定処理の詳細を、図７のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ３００１では、ブラシレスモータ１００の目標回転速度を演算する。

本実施形態の電動ウォータポンプ２６を回転駆動するブラシレスモータ１００では、例えば、図８に示すように、冷却水温度が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定することができる。ブラシレスモータ１００が、エンジン１０にオイルを循環させる電動オイルポンプを駆動する場合には、オイル温度（ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）油温）が高いほど目標回転速度をより高い回転速度に設定してもよい。

ステップ３００２では、ステップ３００１で演算した目標回転速度と実際のモータ回転速度とに基づいて印加電圧（入力電圧）の指令値を演算する。
例えば、目標回転速度と実際の回転速度との偏差に基づく比例積分制御（ＰＩ制御）によって、下式に従って印加電圧（入力電圧）の指令値を演算する。
印加電圧＝回転速度偏差＊比例ゲイン＋回転速度偏差積分値＊積分ゲイン
回転速度偏差＝目標回転速度−実際の回転速度

但し、印加電圧の指令値の演算方法を、目標回転速度に基づくものに限定するものではなく、例えば、電動ウォータポンプ２６の目標吐出圧と実吐出圧との偏差に基づき、印加電圧の指令値を演算する方法や、要求トルクに基づき印加電圧の指令値を演算する方法など、公知の演算方法を適宜採用できる。また、目標値に実際値を近づけるための印加電圧の演算処理を、比例積分制御に限定するものではなく、比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）など公知の演算処理方法を適宜採用できる。

ステップ３００３では、ステップ３００２で演算された印加電圧（入力電圧）に基づいて、ブラシレスモータ１００の駆動制御処理（図４参照）の実行回数で第ｋ回目におけるモータ印加デューティ比の目標値である目標デューティ比Ｄt_kを演算する。具体的に、目標デューティ比Ｄt_kは、目標デューティ比Ｄt_k（％）＝印加電圧／電源電圧＊１００なる式から演算される。

ステップ３００４では、ステップ３００３で演算された目標デューティ比Ｄt_kをＲＡＭなどに記憶する。
ステップ３００５では、相通電をＰＷＭ制御するときにおいて非通電相の電圧を検出可能なモータ印加デューティ比の下限である検出限界値Ｄlimを決定する。検出限界値Ｄlimの決定方法については後で詳細に説明する。

ステップ３００６では、ステップ３００３で演算された目標デューティ比Ｄt_kとステップ３００５で決定した検出限界値Ｄlimとの大小比較を行う。目標デューティ比Ｄt_kが検出限界値Ｄlim以上であると判定された場合にはステップ３００７へ進み、目標デューティ比Ｄt_kをそのまま最終的なモータ印加デューティ比として設定し、デューティ比の設定処理を終了する。

一方、ステップ３００６において、目標デューティ比Ｄt_kが検出限界値Ｄlim未満であると判定された場合には、ステップ３００８へ進む。
ステップ３００８では、今回の非通電相電圧Ｖ_kをＰＷＭ信号の周期に応じて検出する検出タイミングを設定する。例えば、図９に示すように、ＰＷＭキャリアＮ周期につき１回検出するとした場合のＮの値（１以上の整数）を、実際のモータ回転速度、目標回転速度、ＰＷＭキャリア周波数などの種々のパラメータに基づいて設定する。また、Ｎの値は、少なくとも、ブラシレスモータ１００の駆動制御処理（図４参照）を１回実行する間に非通電相電圧Ｖ_mを検出できる値である。なお、前述の所定時間Δｔは、ＰＷＭ信号のＮ周期よりも長い時間、例えば、ＰＷＭ信号のＮ周期に対して正の整数倍など、に設定される。

そして、ステップ３００９では、ステップ３００８で設定したＮに基づいて、ＰＷＭキャリアＮ周期のうち非通電相の端子電圧を検出するときのＰＷＭ信号のデューティ比である検出時デューティ比Ｄ１を検出限界値Ｄlimとして決定する。換言すれば、検出時デューティ比Ｄ１の下限値を検出限界値Ｄlimに制限している。

さらに、ステップ３０１０では、検出タイミング間において、非通電相の端子電圧を検出しないときの（Ｎ−１）回分についてのＰＷＭ信号のデューティ比である非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮ（≧０）を下式に従って設定する。
Ｄ２〜ＤＮ＝（今回の目標デューティＤt_k＊Ｎ−検出限界値Ｄlim）／（Ｎ−１）

要するに、検出限界値Ｄlimに制限された検出時デューティ比Ｄ１をＰＷＭキャリアＮ周期につき１回確保できるようにした上で、ＰＷＭキャリアのＮ周期分の平均デューティ比Ｄav、すなわちＤav＝（Ｄ１＋Ｄ２＋…＋ＤＮ）／Ｎなる式で算出される値が今回の目標デューティ比Ｄt_kとなるように、非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮを設定する。なお、Ｎ＝１の場合、非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮの設定は行わない。また、Ｎの値が大きく、Ｎ／（Ｎ−１）≒１と近似できる場合には、制御器２２０の演算負荷を軽減すべくＤ２〜ＤＮの値を、夫々、今回の目標デューティ比Ｄt_kとしてもよい。

このように検出時デューティ比Ｄ１及び非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮを設定することで、以下のような利点がある。
すなわち、前述のように、ブラシレスモータ１００には、制御可能な回転速度範囲を低回転速度側へ拡大することが求められているが、低速センサレス制御において、２相に対してパルス電圧の印加を開始した直後の非通電相にパルス誘起電圧が振れるリンギングが発生するため、パルス電圧のデューティ比を小さく（電圧印加時間を短く）してブラシレスモータ１００の回転速度を低くしていくと、リンギングが発生している期間内でパルス誘起電圧をサンプリングしてしまう。このため、通電モード切り替えタイミングを誤判定して脱調するおそれがある。

しかしながら、検出時デューティ比Ｄ１を検出限界値Ｄlimに制限して、検出時デューティ比Ｄ１のときのＰＷＭ信号がＯＮとなっている期間において、非通電相にリンギングが発生している期間を回避しつつパルス誘起電圧を検出するとともに、検出時デューティ比Ｄ１以外の非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮを減少させることで平均デューティ比Ｄavを低減して、目標デューティ比Ｄt_kを実質的に低減可能としているので、ブラシレスモータの回転速度を低回転速度側に拡大しても、通電モード切り替えタイミングを誤判定する可能性が低下し、脱調の発生を抑制することができる。
そして、ステップ３０１０まで実行した後、デューティ比設定処理を終了する。

ここで、ステップ３００５における検出限界値Ｄlimの決定方法を詳細に説明する。
例えば、図１０に示すように、ＰＷＭ制御においてキャリア周期毎に増減を繰り返すＰＷＭカウンタの谷（カウンタ値が減少から増大に転じる点）、換言すれば、パルス印加電圧のパルス幅ＰＷの中央付近を、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合、パルス電圧の印加直後（立ち上がり直後）の非通電相のパルス誘起電圧が振れる期間（電圧振れ時間）が前記パルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、パルス誘起電圧が振れている間に、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることになってしまい、非通電相のパルス誘起電圧を精度良く検出することができない。

また、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換処理に要する時間（Ａ／Ｄ変換開始から完了までのＡ／Ｄ変換時間）が、前記パルス幅ＰＷの１／２よりも長いと、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまい、この場合も、非通電相のパルス誘起電圧を精度良く検出することができず、ブラシレスモータ１００が脱調してしまう可能性がある。
そこで、検出限界値Ｄlim（％）を式（Ａ）に従って演算する。

式（Ａ）…Ｄlim＝max（電圧振れ時間、Ａ／Ｄ変換時間）＊２／キャリア周期＊１００

上記の式（Ａ）によると、電圧振れ時間とＡ／Ｄ変換時間との長い方の２倍を最小パルス幅ＰＷminとすることになり、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。

なお、ＰＷＭ制御においてキャリア周期毎に増減を繰り返すＰＷＭカウンタの山（カウンタ値が増大から減少に転じる点）を非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合や、ＰＷＭ切替りタイミングを非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）とする場合にも、上記のようにして検出限界値Ｄlimを算出する。

また、電圧振れ時間及びＡ／Ｄ変換時間は、予め実験やシミュレーションで求めた値を用いることができる他、電圧振れ時間をステップ３００５において計測し、計測結果に基づき、検出限界値Ｄlimを決定することができる。

また、非通電相の電圧のＡ／Ｄ変換タイミング（サンプリングタイミング）を任意のタイミングに設定できる場合には、図１１に示すように、電圧振れ時間が経過した直後からＡ／Ｄ変換処理を開始させるようにすれば、非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）を可及的に短いパルス内で行わせることができると共に、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。
具体的には、式（Ｂ）に従って検出限界値Ｄlim（％）を演算する。

式（Ｂ）…Ｄlim＝（電圧振れ時間＋Ａ／Ｄ変換時間）／キャリア周期＊１００

即ち、電圧振れ時間とＡ／Ｄ変換時間との総和よりも長いパルス幅ＰＷとし、電圧振れ時間の経過直後からＡ／Ｄを開始させるようにすれば、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制できる。

このようにして検出限界値Ｄlimを設定すれば、パルス誘起電圧が振れている間に非通電相のパルス誘起電圧のＡ／Ｄ変換（サンプリング）が行われることを抑制でき、かつ、Ａ／Ｄ変換処理中に通電相に対する電圧の印加が停止してしまうことを抑制でき、更に、パルス誘起電圧として検出可能な電圧を発生させて通電モードの切り替えタイミングの判定を行えることになり、ブラシレスモータ１００における脱調の発生を抑制できる。

従って、上記冷却システムであれば、アイドルストップ中に、電動ウォータポンプ２６からの冷却水供給を安定的に行わせて、エンジン１０の過熱を効果的に抑制でき、また、ブラシレスモータ１００で油圧システムにおける電動オイルポンプを駆動する場合には、オイルの循環を安定的に行わせて油圧低下を効果的に抑制できる。

次に、図５のステップ２００５における、前回検出された非通電相電圧Ｖ_k-1の補正処理について、図１２のフローチャートに基づいて説明する。
ステップ４００１では、図１３に示すように、前回、すなわち第（ｋ−１）回目の目標デューティ比Ｄt_k-1と、今回、すなわち第ｋ回目の目標デューティ比Ｄt_kとの大小比較を行う。

前回のステップ２００３で演算され同じくステップ２００４で記憶された目標デューティ比Ｄt_k-1（以下、「前回の目標デューティ比Ｄt_k-1」という）が、今回のステップ２００３で演算され同じくステップ２００４で記憶された目標デューティ比Ｄt_k（以下、「今回の目標デューティ比Ｄt_k」という）よりも大きいと判定された場合には、ステップ４００２へ進み（Ｄt_k-1＞Ｄt_k）、前回の目標デューティ比Ｄt_k-1が今回の目標デューティ比Ｄt_kと同じであると判定された場合には、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正することなく、本補正処理を終了し（Ｄt_k-1＝Ｄt_k）、前回の目標デューティ比Ｄt_k-1が今回の目標デューティ比Ｄt_k未満であると判定された場合には、ステップ４００６へ進む（Ｄt_k-1＜Ｄt_k）。

ステップ４００２では、今回の閾値Ｅ_k（別の閾値）を演算するために、ブラシレスモータ１００の駆動制御処理（図４参照）の実行回数で第（ｋ−１）回目における通電モード切り替えのための閾値Ｅ_k-1（以下、「前回の閾値Ｅ_k」という）を補正する補正量ΔＶを演算し、また、ステップ４００３では、ステップ４００２で演算された補正量ΔＶに基づいて、前回の閾値Ｅ_k-1を補正することにより、今回の閾値Ｅ_kを演算する。具体的には、前回の閾値Ｅ_k-1から補正量ΔＶを減算して今回の閾値Ｅ_kを演算する。

前回の目標デューティ比Ｄt_k-1が今回の目標デューティ比Ｄt_kよりも大きいと判定された場合に、前回の閾値Ｅ_k-1を補正して今回の閾値Ｅ_kを演算するのは、非通電相電圧Ｖ_kがブラシレスモータ１００に印加するＰＷＭ信号のデューティ比に依存して変化することから、トルク効率が最もよい状態でブラシレスモータ１００を制御するためである。

目標デューティ比Ｄt_k-1から目標デューティ比Ｄt_kへ減少すると、モータ電流も減少して非通電相電圧Ｖ_kが低くなるので、今回の閾値Ｅ_kは前回の閾値Ｅ_k-1よりも低くする必要がある。なお、目標デューティ比Ｄt_k-1から目標デューティ比Ｄt_kへの変化が増大である場合には、モータ電流が増大して非通電相電圧Ｖ_kが高くなるので、今回の閾値Ｅ_kは前回の閾値Ｅ_k-1よりも高くする必要がある。

補正量ΔＶは、デューティ比の変化量の絶対値｜Ｄt_k−Ｄt_k-1｜に応じて、毎回、すなわちΔｔごとに演算する。
補正量ΔＶは、モータ制御装置２００の処理負担を軽減すべく、Δｔよりも長い所定時間ごとに１回、所定時間中の各目標デューティ比Ｄt_mを平均した平均目標デューティ値の変化量に応じて演算されてもよい。

今回の閾値Ｅ_kを演算する方法をさらに具体的に説明すると、例えば、第ｋ回目が通電モード（４）である場合、通電モード（５）への切り替えタイミングは、非通電相であるＷ相の電圧が、閾値Ｅ_4-5以上になったか否かにより判断されるが、第（ｋ−１）回目と第ｋ回目との間でデューティ比がＤt_k-1からＤt_kへ変化した場合（Ｄt_k-1＞Ｄt_k）には、閾値Ｅ_4-5に代えて閾値（Ｅ_4-5−ΔＶ）を用いる。

ステップ４００４では、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1と、今回の非通電相電圧Ｖ_kと、のいずれもが、ステップ４００３で演算された今回の閾値Ｅ_kに対して、大きいか否かを判定する。

本ステップにおいて、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が今回の閾値Ｅ_kより大きく、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_kが今回の閾値Ｅ_kより大きいと判定された場合には、ステップ４００５へ進む（Ｙｅｓ）。一方、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が今回の閾値Ｅ_k以下であると判定された場合、あるいは、今回の非通電相電圧Ｖ_kが今回の閾値Ｅ_k以下であると判定された場合、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正することなく、本補正処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４００５では、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正する。具体的には、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1から補正量ΔＶを減算して補正後の非通電相電圧Ｖ_k-1を演算する。

このように、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正するのは、以下の理由による。
すなわち、前述のように、デューティ比設定処理（図７参照）のステップ３００８〜ステップ３０１０における検出時デューティ比Ｄ１及び非検出時デューティ比Ｄ２〜ＤＮの設定により、目標デューティ比Ｄt_kが検出限界値Ｄlimを下回った場合でも、脱調の発生を抑制しつつ、ブラシレスモータ１００の回転速度域を低回転速度側に拡大することが可能となった。これにより、目標デューティ比［％］と非通電相電圧［Ｖ］との関係を表した図１４に示すように、目標デューティ比の使用領域が従来のＤi〜Ｄiiの範囲からＤi〜Ｄiiiの範囲まで増大したため、非通電相電圧の変化幅も従来のＶi〜Ｖiiの範囲からＶi〜Ｖiiiの範囲まで拡大することになる。したがって、非通電相電圧の変化幅の拡大に伴い、閾値の変化幅も拡大する。

ここで、Δｔごとに検出される非通電相電圧と閾値との関係が目標デューティ比に応じてどのように変化するかを示した図１５を参照すると、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が前回の閾値Ｅ_k-1を上回る前に目標デューティ比Ｄt_k-1が目標ディーティ比Ｄt_kに低下した場合、デューティ比の低下量などに応じて閾値はＥ_k-1からＥ_kにΔＶ低下するが、前述のように、閾値の変化幅が拡大すると、今回の閾値Ｅ_kが前回の非通電相電圧Ｖ_k-1及び今回の非通電相電圧Ｖ_kよりも低くなってしまう可能性が高くなる。そうすると、今回の非通電相電圧Ｖ_kは今回の閾値Ｅ_kをすでに超えているが、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1も今回の閾値Ｅ_kを超えてしまったことになり、非通電相電圧が閾値を横切ったことを判断するためのエッジが検出されず、通電モードが切り替わらない現象が発生しやすくなってしまう。

そこで、図１３に示すように、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が前回の閾値Ｅ_k-1を上回る前に目標デューティ比Ｄt_k-1が目標ディーティ比Ｄt_kに減少した場合、既に検出され記憶されている前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正して、今回の閾値Ｅ_kよりも低い値であったものとすれば、前述のエッジの検出が可能となって、通電モード切り替えの確実性が高まる。

以上のステップ４００２〜ステップ４００５は、非通電相電圧が閾値に向けて上昇しているときに（具体的には、通電モード（２）の場合に非通電相であるＶ相の電圧が閾値_2-3以上となる前、通電モード（４）の場合に非通電相であるＷ相の電圧が閾値_4-5以上となる前、又は通電モード（６）の場合に非通電相であるＵ相の電圧が閾値_6-1以上となる前）、目標デューティ比が小さくなった場合についての補正処理を示しているが、ステップ４００６〜ステップ４００９は、これとは逆の場合についての補正処理を示している。すなわち、ステップ４００６〜ステップ４００９は、非通電相電圧が閾値に向けて低下しているときに（具体的には、通電モード（３）の場合に非通電相であるＶ相の電圧が閾値_3-4以上となる前、通電モード（４）の場合に非通電相であるＷ相の電圧が閾値_4-5以上となる前、又は通電モード（６）の場合に非通電相であるＵ相の電圧が閾値_6-1以上となる前）、目標デューティ比が小さくなった場合についての補正処理を示し、ステップ４００２〜ステップ４００５における前回の非通電相電圧Ｖ_k-1の補正処理と同様の処理を行う。

以下、ステップ４００６〜ステップ４００９について簡単に説明する。
ステップ４００６では、今回の閾値Ｅ_kを演算するために、前回の閾値Ｅ_k-1を補正する補正量ΔＶを演算し、また、ステップ４００７では、ステップ４００６で演算された補正量ΔＶに基づいて、前回の閾値Ｅ_k-1を補正することにより、今回の閾値Ｅ_kを演算する。具体的には、前回の閾値Ｅ_k-1に補正量ΔＶを加算して今回の閾値Ｅ_kを演算する。

ステップ４００８では、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1と、今回の非通電相電圧Ｖ_kと、のいずれもが、ステップ４００７で演算された今回の閾値Ｅ_kに対して、小さいか否かを判定する。

本ステップにおいて、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が今回の閾値Ｅ_k未満であり、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_kが今回の閾値Ｅ_k未満であると判定された場合には、ステップ４００９へ進む（Ｙｅｓ）。一方、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が今回の閾値Ｅ_k以上であると判定された場合、あるいは、今回の非通電相電圧Ｖ_kが今回の閾値Ｅ_k以上であると判定された場合、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正することなく、本補正処理を終了する（Ｎｏ）。

ステップ４００９では、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正する。具体的には、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1に補正量ΔＶを加算して補正後の非通電相電圧Ｖ_k-1を演算する。

このようなステップ４００６〜ステップ４００９の補正処理によっても、図１６に示すように、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が前回の閾値Ｅ_k-1を下回る前に目標デューティ比Ｄt_k-1が目標ディーティ比Ｄt_kに上昇した場合、既に検出され記憶されている前回の非通電相電圧Ｖ_k-1を補正して、今回の閾値Ｅ_kよりも高い値であったものとすれば、前述のエッジの検出が可能となって、通電モード切り替えの確実性が高まる。

なお、前述の実施形態において、図１２における前回の非通電相電圧Ｖ_k-1の補正処理を実施しても、何らかの理由により、非通電相電圧が閾値を横切ったことを判断するためのエッジが検出されない場合には、以下のようにして脱調の発生を抑制してもよい。

前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が前回の閾値Ｅ_k-1を上回る前に目標デューティ比Ｄt_k-1が目標ディーティ比Ｄt_kに減少する状態を示す図１３を参照して説明すると、第ｋ回目のモータ駆動制御処理において通電モードの切り替えができない場合には、非通電相電圧は検出毎にＶ_k+1、Ｖ_k+2と一定限度まで上昇していくので、第ｋ回目の非通電相電圧Ｖ_kよりも高くなる電圧、例えば、前回の閾値Ｅ_k-1よりも＋α（α＞０）高い電圧を予備の閾値（Ｅ_k-1＋α）として設定することにより、非通電相電圧が予備の閾値（Ｅ_k-1＋α）に到達したら強制的に通電モードを切り替えるようにしてもよい。図１６の場合には、予備の閾値は、例えば、（Ｅ_k-1−α）となる。要するに、モータ制御装置２００において、目標デューティ比Ｄt_k-1から目標デューティ比Ｄt_kへ変化した後に、非通電相電圧が、今回の非通電相電圧Ｖ_kに対して今回の閾値Ｅ_kから離れる方向に設定された予備の閾値を横切った場合に、強制的に通電モードを切り替えるようにしてもよい。値αは、マッチングなどにより、通電モードやデューティ比毎に予め設定されてもよい。

また、前述の実施形態において、図７のステップ３００８〜ステップ３０１０の実行によりブラシレスモータ１００の回転速度域を低回転速度側に拡大することが可能であるが、これとは別に、パルス電圧を印加する相の切り替えタイミングを進角させることによっても、ブラシレスモータ１００の低回転速度化を図ることもできる。しかし、図１２の前回の非通電相電圧Ｖ_k-1の補正処理を実施しても、何らかの理由により、エッジが検出されない場合には、ブラシレスモータ１００の低回転速度化の処理を停止してもよい。

具体的には、非通電相電圧が前述の予備の閾値（Ｅ_k-1＋α）あるいは予備の閾値（Ｅ_k-1−α）に到達した場合、図７のステップ３００６において、目標デューティ比Ｄt_kが検出限界値Ｄlim未満であると判定された場合には、ステップ３００８〜ステップ３０１０を実行せず、ステップ３００７へ進むようにしてもよい。

前述の実施形態のうち、ステップ４００１において、前回の目標デューティ比Ｄt_k-1と今回の目標デューティ比Ｄt_kとの間で大小比較を行い、その判定結果を、Ｄt_k-1＞Ｄt_kの場合、Ｄt_k-1＝Ｄt_kの場合、及び、Ｄt_k-1＜Ｄt_kの場合と３つに区分したが、これに代えて、Ｄt_k-1−β＞Ｄt_kの場合、Ｄt_k-1−β≦Ｄt_k≦Ｄt_k-1＋βの場合、及び、Ｄt_k-1＋β＜Ｄt_kの場合というように、誤差βを考慮して区分してもよい。これはＤt_k-1−β≦Ｄt_k≦Ｄt_k-1＋βを満たす目標デューティ比であれば、前回の閾値から今回の閾値への変化幅も通電モードの切り替えに影響を与えるほど大きくないと推定されるからである。

前述の実施形態のうち、図１２のステップ４００３又はステップ４００７において、閾値Ｅ_kは目標デューティ比の変化に応じた補正量ΔＶにより補正されているが、これに限られず、ブラシレスモータ１００の電流、温度、電圧を考慮して補正してもよい。

前述の実施形態のうち、図１２のステップ４００４において、前回の非通電相電圧Ｖ_k-1が今回の閾値Ｅ_kより大きく、かつ、今回の非通電相電圧Ｖ_kが今回の閾値Ｅ_kより大きいと判定された場合には、ステップ４００５の実行、及び図５のステップ２００６の実行を省略して、ステップ２００７において強制的に通電モードの切り替えを実行してもよい。また、図１２のステップ４００５において、前回の非通電相電圧を補正する代わりに、今回の閾値Ｅ_kを、その後実行されるステップ２００６における処理に１回だけ用いるために、例えば、前回の閾値Ｅ_k-1とするなど、一時的に今回の非通電相電圧Ｖ_kよりも大きくしてもよい。要するに、ステップ４００５では、目標デューティ比Ｄt_k-1から目標デューティ比Ｄt_kへの変化後に非通電相電圧が今回の閾値Ｅ_kを横切ることができなくても横切ったものとして、通電モードの切り替えが可能となるような処理をしていればよい。

ここで、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記パルス幅変調信号のデューティ比の変化後に、非通電相に誘起される誘起電圧が、前記デューティ比の変化後最初に検出された誘起電圧に対して変化後の別の閾値から離れる方向に設定された予備の閾値を横切った場合に、強制的に通電モードを切り替えるように構成されたことを特徴とする請求項３に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、何らかの理由により、デューティ比の変化前に最後に検出された誘起電圧が補正されないか、あるいは補正できないためにエッジが検出不可能である場合、トルク効率が最もよい状態で通電モードを切り替え難くなっても、脱調が起こる可能性は低減することができる。

（ロ）ブラシレスモータの温度が変化した場合、変化前の閾値に前記温度の変化量に応じた補正量を加えて前記変化前の閾値を別の閾値に変更するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３、又は（イ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、ブラシレスモータの温度の変化も考慮して閾値を変更するので、通電モードの切り替えの確実性をさらに向上させて、脱調の可能性を低減することができる。

（ハ）ブラシレスモータに流れる電流が変化した場合、変化前の閾値に前記電流の変化量に応じた補正量を加えて前記変化前の閾値を別の閾値に変更するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３、又は、（イ）若しくは（ロ）に記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、ブラシレスモータに流れる電流の変化も考慮して閾値を変更するので、通電モードの切り替えの確実性をさらに向上させて、脱調の可能性を低減することができる。

（ニ）ブラシレスモータに印加される電圧が変化した場合、変化前の閾値に前記電圧の変化に応じた補正量を加えて前記変化前の閾値を別の閾値に変更するように構成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３、又は（イ）〜（ハ）のいずれか１つに記載のブラシレスモータの制御装置。
このようにすれば、ブラシレスモータに印加される電圧の変化も考慮して閾値を変更するので、通電モードの切り替えの確実性をさらに向上させて、脱調の可能性を低減することができる。

１００…ブラシレスモータ、１１０ｕ…Ｕ相、１１０ｖ…Ｖ相、１１０ｗ…Ｗ相、１２０…ロータ、２００…モータ制御装置、２１０…駆動回路、２２０…制御器

Claims (3)

1. ３相のブラシレスモータのうち２相にパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を印加する通電モードを、非通電相に誘起される誘起電圧が前記通電モードごとに定められる閾値を横切ったときに切り替えるブラシレスモータの制御装置であって、
   前記パルス幅変調信号のデューティ比を変化させた場合、前記閾値に前記デューティ比の変化量に応じた補正量を加えて前記閾値を別の閾値に変更するように構成されたことを特徴とするブラシレスモータの制御装置。
2. 前記デューティ比の変化前に前記誘起電圧が前記閾値を横切らなかったが前記別の閾値を横切っていた場合、前記デューティ比の変化後に前記誘起電圧が前記別の閾値を横切ることができなくても横切ったものとして前記通電モードを切り替えるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。
3. 前記デューティ比の変化前に最後に検出された変化前最後の誘起電圧と、前記デューティ比の変化後に最初に検出された変化後最初の誘起電圧と、がいずれも前記閾値と前記別の閾値との間の値である場合に、前記変化前最後の誘起電圧に前記補正量を加えて、前記デューティ比の変化後に前記誘起電圧が前記別の閾値を横切ったものとして前記通電モードを切り替えるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のブラシレスモータの制御装置。